JP3334138B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

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JP3334138B2
JP3334138B2 JP11287091A JP11287091A JP3334138B2 JP 3334138 B2 JP3334138 B2 JP 3334138B2 JP 11287091 A JP11287091 A JP 11287091A JP 11287091 A JP11287091 A JP 11287091A JP 3334138 B2 JP3334138 B2 JP 3334138B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は触媒コンバータの上流側
および下流側に空燃比センサ(本明細書では、酸素濃度
センサ(O2 センサ))を設け、上流側のO2 センサによ
る空燃比フィードバック制御に加えて下流側のO2 セン
サによる空燃比フィードバック制御を行う内燃機関の空
燃比制御装置に関する。
The present invention relates to air-fuel ratio sensor on the upstream side and the downstream side of the catalytic converter (herein, oxygen concentration sensor (O 2 sensor)) is provided, the air-fuel ratio feedback by the O 2 sensor on the upstream side The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that performs air-fuel ratio feedback control using a downstream O 2 sensor in addition to control.

【0002】[0002]

【従来の技術】単なる空燃比フィードバック制御(シン
グルO2 センサシステム)では、酸素濃度を検出するO
2 センサをできるだけ燃焼室に近い排気系の個所、すな
わち触媒コンバータより上流である排気マニホールドの
集合部分に設けているが、O2 センサの出力特性のばら
つきのために空燃比の制御精度の改善に支障が生じてい
る。かかるO2 センサの出力特性のばらつきおよび燃料
噴射弁等の部品のばらつき、経時あるいは経年的変化を
補償するために、触媒コンバータの下流に第2のO2
ンサを設け、上流側O2 センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加えて下流側O2 センサによる空燃比フィー
ドバック制御を行うダブルO2 センサシステムが既に提
案されている(参照:特開昭61−234241号公報) 。この
ダブルO2 センサシステムでは、触媒コンバータの下流
側に設けられたO2 センサは、下流側O2 センサに比較
して、低い応答速度を有するものの、次の理由により出
力特性のばらつきが小さいという利点を有している。
2. Description of the Related Art In a simple air-fuel ratio feedback control (single O 2 sensor system), an oxygen concentration detecting O
Two places in the exhaust system close to the combustion chamber as possible sensors, i.e. are provided to the set portion of the exhaust manifold is upstream of the catalytic converter, to improve the control accuracy of the air-fuel ratio for variations in the output characteristic of the O 2 sensor A problem has occurred. Such O 2 component variation variation and the fuel injection valve and the output characteristics of the sensor, to compensate for time or secular change, a second O 2 sensor disposed downstream of the catalytic converter, by the upstream O 2 sensor There has already been proposed a double O 2 sensor system for performing air / fuel ratio feedback control using a downstream O 2 sensor in addition to air / fuel ratio feedback control (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-234241). In this double O 2 sensor system, although the O 2 sensor provided on the downstream side of the catalytic converter has a lower response speed than the downstream O 2 sensor, variation in output characteristics is small for the following reasons. Has advantages.

【0003】(1)触媒コンバータの下流では、排気温
が低いので熱的影響が少ない。 (2)触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にト
ラップされているので下流側O2 センサの被毒量は少な
い。 (3)触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混合
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。
(1) Since the exhaust gas temperature is low downstream of the catalytic converter, there is little thermal effect. (2) Downstream of the catalytic converter, various poisons are trapped by the catalyst, so that the amount of poisoning of the downstream O 2 sensor is small. (3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.

【0004】したがって、上述のごとく、2つのO2
ンサの出力にもとづく空燃比フィードバック制御(ダブ
ルO2 センサシステム)により、上流側O2 センサの出
力特性のばらつきを下流側O2 センサにより吸収でき
る。実際に、図11に示すように、シングルO2 センサシ
ステムでは、O2 センサ出力特性が悪化した場合には、
排気エミッション特性に直接影響するのに対し、ダブル
2 センサシステムでは、上流側O2 センサの出力特性
が悪化しても、排気エミッション特性は悪化しない。つ
まり、ダブルO2 センサシステムにおいては、下流側O
2 センサが安定な出力特性を維持している限り、良好の
排気エミッションが保証される。
[0004] Thus, as described above, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two O 2 sensors (double O 2 sensor system), the variations in the output characteristic of the upstream O 2 sensor can be absorbed by the downstream O 2 sensor . Actually, as shown in FIG. 11, in a single O 2 sensor system, when the O 2 sensor output characteristic deteriorates,
While the exhaust emission characteristics are directly affected, in the double O 2 sensor system, even if the output characteristics of the upstream O 2 sensor deteriorate, the exhaust emission characteristics do not deteriorate. That is, in the double O 2 sensor system, the downstream O
Good exhaust emissions are guaranteed as long as the two sensors maintain stable output characteristics.

【0005】上述のダブルO2 センサシステム(特開昭
61−234241号公報)においては、下流側O2 センサの出
力に応じて空燃比フィードバック制御定数としてのスキ
ップ量RSR(RSL)を一定の更新速度ΔRS(ΔR
S′)で更新し、上流側O2 センサの出力に応じて上記
スキップ量を用いて空燃比補正係数FAFを演算し、こ
の空燃比補正係数FAFに応じて機関の空燃比を調整し
ている。
The above-mentioned double O 2 sensor system (Japanese Patent Application Laid-Open
In 61-234241 discloses), downstream O 2 sensor in the air-fuel ratio feedback control constant as the skip amount RSR (RSL) a constant update rate ΔRS according to the output ([Delta] R
S ′), the air-fuel ratio correction coefficient FAF is calculated using the skip amount according to the output of the upstream O 2 sensor, and the air-fuel ratio of the engine is adjusted according to the air-fuel ratio correction coefficient FAF. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにスキップ量RSR(RSL)を常時一定の更新速度
でもって更新するようにすると問題を生ずる。即ち、三
元触媒は空燃比が理論空燃比のときに排気ガス中の未燃
HC,COおよびNOxを良好に浄化する機能を有す
る。更に、三元触媒は酸素を貯蔵する機能、いわゆるO
2 ストレージ機能を有し、このO 2 ストレージ機能によ
って空燃比が多少理論空燃比からずれたとしても排気ガ
ス中の未燃HC,COおよびNOxが良好に浄化され
る。即ち、空燃比がわずかばかりリーンになると三元触
媒においてNOxから酸素が奪われ、この酸素が三元触
媒に貯蔵される。その結果、NOxが浄化されることに
なる。これに対して空燃比がわずかばかりリッチになる
と三元触媒に貯蔵されている酸素が未燃HC,COを酸
化するために使用され、その結果未燃HC,COが浄化
されることになる。
However, this is not the case.
The constant update speed of the skip amount RSR (RSL)
A problem arises when updating is carried out. That is, three
The source catalyst is unburned in exhaust gas when the air-fuel ratio is stoichiometric.
Has a function to purify HC, CO and NOx well
You. Further, the three-way catalyst has a function of storing oxygen, so-called O
It has two storage function, to the O 2 storage function
Even if the air-fuel ratio slightly deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust gas
Unburned HC, CO and NOx in the fuel
You. In other words, when the air-fuel ratio becomes slightly lean,
Oxygen is deprived of NOx in the medium, and this oxygen
Stored in a medium. As a result, NOx is purified
Become. On the other hand, the air-fuel ratio becomes slightly rich
And the oxygen stored in the three-way catalyst converts unburned HC and CO
To convert unburned HC and CO as a result
Will be done.

【0007】このように三元触媒のO 2 ストレージ機能
によって空燃比が理論空燃比から多少ずれたとしても未
燃HC,COおよびNOxを浄化することができる。こ
の場合、三元触媒のO 2 ストレージ能力が高いほど理論
空燃比に対する空燃比のずれ量が大きくても未燃HC,
COおよびNOxが浄化される。図2および図3におい
てW1は三元触媒のO 2 ストレージ能力が高いときに未
燃HC,COおよびNOxを浄化しうる空燃比範囲を示
している。一方、三元触媒が劣化すると三元触媒のO 2
ストレージ能力が低下し、その結果未燃HC,COおよ
びNOxを浄化しうる空燃比範囲は狹くなる。図2およ
び図3においてW2はこのときの空燃比範囲を示してい
る。
[0007] Thus, the O 2 storage function of the three-way catalyst
Even if the air-fuel ratio slightly deviates from the stoichiometric air-fuel ratio due to
Combustion HC, CO and NOx can be purified. This
, The higher the O 2 storage capacity of the three-way catalyst, the more theoretical
Even if the deviation of the air-fuel ratio from the air-fuel ratio is large, the unburned HC,
CO and NOx are purified. 2 and 3
Te W1 is observed when a high O 2 storage capability of the three-way catalyst
Indicates the air-fuel ratio range that can purify fuel HC, CO and NOx
are doing. On the other hand, the three-way catalyst when the three-way catalyst is deteriorated O 2
Storage capacity decreases, resulting in unburned HC, CO and
The range of air-fuel ratio that can purify NOx and NOx becomes narrow. Figure 2 and
In FIG. 3, W2 indicates the air-fuel ratio range at this time.
You.

【0008】ところで前述したように従来より空燃比フ
ィードバック補正係数の制御定数であるスキップ量RS
Rは常時一定の更新速度でもって更新されている。この
更新速度は良好な応答性が得られるように比較的速い速
度に設定されている。図2の実線は三元触媒のO 2 スト
レージ能力が高いときを示しており、このときには空燃
比が空燃比範囲W1よりもリッチ側になったときにスキ
ップ量RSRが低下せしめられる。スキップ量RSRが
低下せしめられると空燃比は次第とリーン側になり、空
燃比が空燃比範囲W1よりもリーン側になると今度はス
キップ量RSRが増大せしめられる。 一方、図3の実線
は三元触媒のO 2 ストレージ能力が低くなったときを示
しており、このときには空燃比が空燃比範囲W2よりも
リッチ側になったときにスキップ量RSRが低下せしめ
られる。スキップ量RSRが低下せしめられると空燃比
は次第とリーン側になり、空燃比が空燃比範囲W2より
もリーン側になると今度はスキップ量RSRが増大せし
められる。
By the way, as described above, the air-fuel ratio
Skip amount RS which is a control constant of feedback correction coefficient
R is constantly updated at a constant update speed. this
Update speed is relatively fast to obtain good responsiveness
Set to degree. The solid line in FIG. 2 O 2 strike the three-way catalyst
This indicates when the storage capacity is high.
When the ratio becomes richer than the air-fuel ratio range W1, the scan is started.
The tip amount RSR is reduced. The skip amount RSR is
When it is lowered, the air-fuel ratio gradually becomes leaner,
When the fuel ratio is leaner than the air-fuel ratio range W1, the
The kipping amount RSR is increased. On the other hand, the solid line in FIG.
Shows when the O 2 storage capacity of the three-way catalyst is low
At this time, the air-fuel ratio is larger than the air-fuel ratio range W2.
The skip amount RSR decreases when the vehicle becomes rich
Can be When the skip amount RSR is reduced, the air-fuel ratio
Gradually becomes leaner, and the air-fuel ratio exceeds the air-fuel ratio range W2.
Also on the lean side, the skip amount RSR increases this time
Can be

【0009】このように空燃比が空燃比範囲W1又はW
2を越えると空燃比はリーン側に戻される。ところで空
燃比が空燃比範囲W1又はW2を越えたときのリッチの
程度は図3の場合に比べて図2の場合のほうがはるかに
高く、従って空燃比が空燃比範囲W1又はW2を越えた
ときに図3の場合に比べて図2の場合の方がはるかに多
量の未燃HC,COが排出されることになる。即ち、ス
キップ量RSRを常時一定の更新速度でもって更新する
と三元触媒のO 2 ストレージ能力が高いときに多量の未
燃HC,COが排出され、同時に排気異臭が発生すると
いう問題を生ずる。
As described above, when the air-fuel ratio is in the air-fuel ratio range W1 or W1.
When it exceeds 2, the air-fuel ratio is returned to the lean side. By the way, the sky
When the fuel ratio exceeds the air-fuel ratio range W1 or W2, the rich
The degree is much greater in FIG. 2 than in FIG.
High, so the air-fuel ratio has exceeded the air-fuel ratio range W1 or W2
Sometimes the case of FIG. 2 is much more than the case of FIG.
The amount of unburned HC and CO is discharged. That is,
Kip amount RSR is always updated at a constant update speed
A large amount of non when the O 2 storage capability of the three-way catalyst is high when
When fuel HC and CO are emitted and at the same time exhaust odor is generated
The problem described above arises.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems] 上記問題点を解決するたTo solve the above problems
めに本発明では図1の発明の構成図に示されるように、In the present invention, as shown in the configuration diagram of the invention in FIG.
機関排気通路内に設けられた、OO provided in the engine exhaust passage 2Two ストレージ機能を有 Has storage function
する三元触媒と、Three-way catalyst, 三元触媒の上流側の機関排気通路に設Installed in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst
けられ、機関の空燃比を検出する上流側空燃比センサAnd an upstream air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the engine
と、When, 三元触媒の下流側の機関排気通路に設けられ、機関Provided in the engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst, the engine
の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、A downstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of 上流側空燃Upstream air-fuel
比センサにより検出された空燃比が理論空燃比となるよThe air-fuel ratio detected by the ratio sensor becomes the stoichiometric air-fuel ratio.
うに空燃比フィードバック補正係数を制御する制御手段Control means for controlling the air-fuel ratio feedback correction coefficient
と、When, 下流側空燃比センサにより検出された空燃比が理論The air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is theoretical
空燃比となるように空燃比フィードバック補正係数の制Control of the air-fuel ratio feedback correction coefficient so as to achieve the air-fuel ratio
御定数を予め定められた更新速度でもって更新する更新Update that updates the constant at a predetermined update rate
手段と、Means, 空燃比フィードバック補正係数によって燃料噴Fuel injection by air-fuel ratio feedback correction coefficient
射量を調整する噴射量調整手段と、Injection amount adjusting means for adjusting the injection amount, 三元触媒の劣化度をDeterioration of three-way catalyst
判別する触媒劣化度判別手段と、Means for determining the degree of deterioration of the catalyst for determining; 三元触媒の劣化度が小Deterioration degree of three-way catalyst is small
さいときには三元触媒の劣化度が大きいときに比べて更In the case of a three-way catalyst,
新速度を遅くする更新速度演算手段と、Update speed calculating means for lowering the new speed; を具備していHas
る。You.

【0011】[0011]

【作用】[Action] 三元触媒の劣化度が小さいときにはフィードバWhen the degree of deterioration of the three-way catalyst is small, the feedback
ック補正係数の制御定数、例えばスキップ量RSRの更Of the control constant of the lock correction coefficient, for example, the skip amount RSR.
新速度が図2の破線で示されるように遅くされる。図2The new speed is reduced as shown by the dashed line in FIG. FIG.
において実線で示されるようにスキップ量RSRの更新Update of the skip amount RSR as indicated by the solid line in FIG.
速度が早い場合には空燃比が空燃比範囲W1を越えたWhen the speed is high, the air-fuel ratio exceeds the air-fuel ratio range W1
後、更にリッチになった後に空燃比がリーン側に向けてLater, after becoming richer, the air-fuel ratio moves toward the lean side.
戻される。このように空燃比が空燃比範囲W1の上限よWill be returned. Thus, the air-fuel ratio is lower than the upper limit of the air-fuel ratio range W1.
りも更にリッチ側となり、しかも空燃比が空燃比範囲WAnd the air-fuel ratio is in the air-fuel ratio range W
1の上限よりもリッチになっている時間が長いために多Because rich time is longer than the upper limit of 1,
量の未燃HC,COが排出され、排気悪臭が発生する。An amount of unburned HC and CO is discharged, and an exhaust odor is generated.
これに対して図2において破線で示されるようにスキッOn the other hand, as shown by a broken line in FIG.
プ量RSRの更新速度が遅くされると空燃比が空燃比範When the update speed of the amount RSR is reduced, the air-fuel ratio falls within the air-fuel ratio range.
囲W1の上限を越えて更にリッチにはならない。従ってIt does not become richer beyond the upper limit of the box W1. Therefore
多量の未燃HC,COの排出が抑制されると共に排気悪Emission of a large amount of unburned HC and CO is suppressed and exhaust
臭の発生を抑制することができる。Odor generation can be suppressed.

【0012】[0012]

【実施例】図4は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概略図である。図4において、
機関本体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が設け
られている。エアフローメータ3吸入空気量を直接計
測するものであって、たとえばポテンショメータを内蔵
して吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内
蔵A/D変換器101に提供されている。ディストリビュ
ータ4には、その軸がたとえばクランク角に換算して 7
20°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク
角センサ5およびクランク角に換算して30°毎に基準位
置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ6が設
けられている。これらクランク角センサ5,6のパルス
信号は制御回路10の入出力インターフェイス102 に供給
され、このうちクランク角センサ6の出力はCPU103の割
込み端子に供給される。
FIG. 4 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG.
An air flow meter 3 is provided in an intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the amount of intake air, and for example, incorporates a potentiometer and generates an output signal of an analog voltage proportional to the amount of intake air. This output signal is provided to the A / D converter 101 with a built-in multiplexer of the control circuit 10. Distributor 4 has its axis converted to, for example, crank angle.
A crank angle sensor 5 that generates a reference position detection pulse signal every 20 ° and a crank angle sensor 6 that generates a reference position detection pulse signal every 30 ° in terms of a crank angle are provided. The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to an input / output interface 102 of the control circuit 10, and the output of the crank angle sensor 6 is supplied to an interrupt terminal of the CPU 103.

【0013】さらに、吸気通路2には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁7が設けられている。また、機関本体1のシリンダ
ブロックのウォータジャケット8には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ9が設けられている。水温セ
ンサ9は冷却水の温度THWに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もA/D変換器101 に供給
されている。
Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from a fuel supply system to an intake port for each cylinder. The water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 9 generates an analog voltage electric signal corresponding to the cooling water temperature THW. This output is also supplied to the A / D converter 101.

【0014】排気マニホールド11より下流の排気系に
は、排気ガス中の3つの有毒成分HC,CO, NOx を同時に
浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ12が設けら
れている。排気マニホールド11には、すなわち触媒コン
バータ12の上流側には第1のO2センサ13が設けられ、
触媒コンバータ12の下流側の排気管14には第2のO2
ンサ15が設けられている。O2 センサ13, 15は排気ガス
中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。すなわ
ち、O2 センサ13, 15は空燃比が理論空燃比に対してリ
ーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧を制御回
路10のA/D変換器101 の出力に発生させる。
[0014] exhaust system downstream of the exhaust manifold 11, three toxic components HC in the exhaust gas, CO, catalytic converter 12 housing the three-way catalyst for simultaneously purifying NO x is provided. A first O 2 sensor 13 is provided in the exhaust manifold 11, that is, on the upstream side of the catalytic converter 12,
A second O 2 sensor 15 is provided in the exhaust pipe 14 on the downstream side of the catalytic converter 12. The O 2 sensors 13 and 15 generate an electric signal corresponding to the concentration of the oxygen component in the exhaust gas. That, O 2 sensor 13, 15 depending on whether the lean side or the rich side with respect to the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, Ru generates a different output voltage at the output of the A / D converter 101 of the control circuit 10.

【0015】制御回路10は、たとえばマイクロコンピュ
ータとして構成され、A/D変換器101 、入出力インタ
ーフェイス102 、CPU103の外に、ROM104,RAM105 、バッ
クアップRAM106、クロック発生回路 107等が設けられて
いる。また、吸気通路2のスロットル弁16には、スロッ
トル弁16が全閉か否かを示す信号LLを発生するアイド
ルスイッチ17が設けられている。このアイドル状態出力
信号LLは制御回路10の入出力インターフェイス102 に
供給される。
The control circuit 10 is configured as, for example, a microcomputer, and is provided with a ROM 104, a RAM 105, a backup RAM 106, a clock generation circuit 107, and the like in addition to the A / D converter 101, the input / output interface 102, and the CPU 103. The throttle valve 16 of the intake passage 2 is provided with an idle switch 17 for generating a signal LL indicating whether or not the throttle valve 16 is fully closed. This idle state output signal LL is supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10.

【0016】18は2次空気導入制御弁であって、減速時
あるいはアイドル時に2次空気を排気管11に供給してH
C, COエミッションを低減するためのものである。さら
に、制御回路10において、ダウンカウンタ108 、フリッ
プフロップ109 、および駆動回路110 は燃料噴射弁7を
制御するためのものである。すなわち、後述のルーチン
において、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108 にプリセットされると共
にフリップフロップ109 もセットされる。この結果、駆
動回路110 が燃料噴射弁7の付勢を開始する。他方、ダ
ウンカウンタ108 がクロック信号(図示せず)を計数し
て最後にそのボローアウト端子が“1”レベルとなった
ときに、フリップフロップ109 がセットされて駆動回路
110 は燃料噴射弁7の付勢を停止する。つまり、上述の
燃料噴射量TAUだけ燃料噴射弁7は付勢され、従っ
て、燃料噴射量TAUに応じた量の燃料が機関本体1の
燃焼室に送り込まれることになる。
Numeral 18 denotes a secondary air introduction control valve which supplies secondary air to the exhaust pipe 11 at the time of deceleration or idling.
This is to reduce C and CO emissions. Further, in the control circuit 10, the down counter 108, the flip-flop 109, and the drive circuit 110 are for controlling the fuel injection valve 7. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in a routine described later, the fuel injection amount TAU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set. As a result, the drive circuit 110 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and its borrow-out terminal finally becomes "1" level, the flip-flop 109 is set and the driving circuit is set.
110 stops the energization of the fuel injection valve 7. That is, the fuel injection valve 7 is energized by the above-described fuel injection amount TAU, so that an amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is sent to the combustion chamber of the engine body 1.

【0017】なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換
器101 のA/D変換終了後、入出力インターフェイス10
2 がクランク角センサ6のパルス信号を受信した時、等
である。エアフローセンサ3の吸入空気量データQおよ
び冷却水温データTHWは所定時間もしくは所定クラン
ク角毎に実行されるA/D変換ルーチンによって取込ま
れてRAM105の所定領域に格納される。つまり、RAM105に
おけるデータQおよびTHWは所定時間毎に更新されて
いる。また、回転速度データNe はクランク角センサ6
の30°CA毎の割込みによって演算されてRAM105の所定
領域に格納される。
Note that the CPU 103 generates an interrupt after the A / D conversion of the A / D converter 101 is completed.
2, when a pulse signal from the crank angle sensor 6 is received, and so on. The intake air amount data Q and the cooling water temperature data THW of the air flow sensor 3 are fetched by an A / D conversion routine executed at a predetermined time or every predetermined crank angle, and stored in a predetermined area of the RAM 105. That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. The rotation speed data Ne is output from the crank angle sensor 6.
And is stored in a predetermined area of the RAM 105 by an interrupt at every 30 ° CA.

【0018】以下、図4の制御回路の動作を説明する。
図5、図6は上流側O2 センサ13の出力にもとづいて空
燃比補正係数FAFを演算する第1の空燃比フィードバ
ック制御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎に
実行される。ステップ501 では、上流側O2 センサ13に
よる空燃比の閉ループ(フィードバック)条件が成立し
ているか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値
以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パ
ワー増量中、触媒過熱防止のためのOTP増量中、上流
側O2 センサ13の出力信号が一度も反転していない時、
燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不成立であ
り、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ
条件が不成立のときには、ステップ530 に直接進む。な
お、空燃比補正係数FAFを1.0としてもよい。他方、
閉ループ条件成立の場合はステップ502 に進む。
The operation of the control circuit shown in FIG. 4 will be described below.
FIGS. 5 and 6 show a first air-fuel ratio feedback control routine for calculating an air-fuel ratio correction coefficient FAF based on the output of the upstream O 2 sensor 13, which is executed every predetermined time, for example, every 4 ms. In step 501, the air-fuel ratio of the closed loop by the upstream O 2 sensor 13 (feedback) condition is determined whether or not satisfied. For example, when the coolant temperature is below a predetermined value, during engine start-up, during post-increase start, during warming increase in power boosting, in OTP boost for the catalyst overheat prevention, the output signal of the upstream O 2 sensor 13 is once Is not inverted,
During the fuel cut or the like, the closed loop condition is not satisfied in any case, and in other cases, the closed loop condition is satisfied. If the closed loop condition is not satisfied, the process proceeds directly to step 530. Note that the air-fuel ratio correction coefficient FAF may be set to 1.0. On the other hand,
If the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 502.

【0019】ステップ502 では、上流側O2 センサ13の
出力V1 をA/D変換して取込み、ステップ503 にてV
1 が比較電圧VR1たとえば0.45V以下か否かを判別す
る、つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する
ーン(V1 ≦VR1)であれば、ステップ504 にてディレ
イカウンタCDLYが正か否かを判別し、CDLY>0であれば
ステップ505 にてCDLYを0とし、ステップ506 に進む。
ステップ506 では、ディレイカウンタCDLYを1減算し、
ステップ507, 508にてディレイカウンタCDLYを最小値T
DLでガードする。この場合、ディレイカウンタCDLYが
最小値TDLに到達したときにはステップ509 にて空燃
比フラグF1を“0”(リーン)とする。なお、最小値
TDLは上流側O2 センサ13の出力においてリッチから
リーンへの変化があってもリッチ状態であるとの判断を
保持するためのリーン遅延状態であって、負の値で定義
される。他方、リッチ(V1 >VR1)であれば、ステッ
プ510 にてディレイカウンタCDLYが負か否かを判別し、
CDLY<0であればステップ511 にてCDLYを0とし、ステ
ップ512 に進む。ステップ512 ではディレイカウンタCD
LYを1加算し、ステップ513, 514にてディレイカウンタ
CDLYを最大値TDRでガードする。この場合、ディレイ
カウンタCDLYが最大値TDRに到達したときにはステッ
プ515 にて空燃比フラグF1を“1”(リッチ)とす
る。なお、最大値TDRは上流側O2 センサ13の出力に
おいてリーンからリッチへの変化があってもリーン状態
であるとの判断を保持するためのリッチ遅延状態であっ
て、正の値で定義される。
In step 502, the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is A / D converted and taken in.
1, it is determined whether or not the comparison voltage V R1 for example 0.45V or less, that is, the air-fuel ratio is determined whether rich or lean. If lean (V 1 ≦ V R1), the delay counter CDLY is to determine positive or not at step 504, and 0 to CDLY at step 505 if CDLY> 0, the process proceeds to step 506.
In step 506, the delay counter CDLY is decremented by one,
In steps 507 and 508, the delay counter CDLY is set to the minimum value T.
Guard with DL. In this case, when the delay counter CDLY reaches the minimum value TDL, in step 509, the air-fuel ratio flag F1 is set to "0" (lean). Note that the minimum value TDL is a lean delay state for maintaining the judgment that the output is the rich state even when the output of the upstream O 2 sensor 13 changes from rich to lean, and is defined by a negative value. You. On the other hand, if rich (V 1 > V R1 ), it is determined in step 510 whether or not the delay counter CDLY is negative.
If CDLY <0, CDLY is set to 0 in step 511, and the flow advances to step 512. In step 512, the delay counter CD
LY is incremented by 1 and the delay counter is set in steps 513 and 514.
Guard CDLY with maximum value TDR. In this case, when the delay counter CDLY reaches the maximum value TDR, the air-fuel ratio flag F1 is set to "1" (rich) in step 515. Note that the maximum value TDR is a rich delay state for maintaining the determination that the output of the upstream O 2 sensor 13 is in a lean state even when there is a change from lean to rich, and is defined as a positive value. You.

【0020】ステップ516 では、空燃比フラグF1の符
号が反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の
空燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転して
いれば、ステップ517 にて、空燃比フラグF1の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれ
ば、ステップ518 にてリッチスキップ量RSRをバック
アップRAM106より読出し、FAF ← FAF+RSR とスキップ
的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転であれ
ば、ステップ519 にてリーンスキップ量RSLをバック
アップRAM106より読出し、FAF ← FAF−RSL とスキップ
的に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。
In step 516, it is determined whether or not the sign of the air-fuel ratio flag F1 has been inverted, that is, whether or not the air-fuel ratio after the delay processing has been inverted. If the air-fuel ratio is inverted, it is determined in step 517 whether the air-fuel ratio is inverted from rich to lean or from lean to rich, based on the value of the air-fuel ratio flag F1. If the inversion is from rich to lean, in step 518, the rich skip amount RSR is read from the backup RAM 106 and is increased in a skipping manner as FAF ← FAF + RSR. Conversely, if the inversion is from lean to rich, the flow proceeds to step 519. The lean skip amount RSL is read from the backup RAM 106, and FAF ← FAF-RSL is reduced in a skip manner. That is, skip processing is performed.

【0021】ステップ516 にて空燃比フラグF1の符号
が反転していなければ、ステップ520, 521, 522 にて積
分処理を行う。つまり、ステップ520 にて、F1=
“0”か否かを判別し、F1=“0”(リーン)であれ
ばステップ521 にてFAF ← FAF+KIR とし、他方、F1
=“1”(リッチ)であればステップ522 にてFAF ← F
AF−KIL とする。ここで、積分定数KIR, KILはスキップ
量RSR, RSLに比して十分小さく設定してあり、つまり、
KIR(KIL)<RSR(RSL)である。従って、ステップ521はリ
ーン状態(F1=“0”)で燃料噴射量を徐々に増大さ
せ、ステップ522 はリッチ状態(F1=“1”)で燃料
噴射量を徐々に減少させる。
If it is determined in step 516 that the sign of the air-fuel ratio flag F1 has not been inverted, an integration process is performed in steps 520, 521, and 522. That is, at step 520, F1 =
It is determined whether or not “0”. If F1 = “0” (lean), in step 521, it is set as FAF ← FAF + KIR.
If “1” (rich), then at step 522, FAF ← F
AF-KIL. Here, the integration constants KIR and KIL are set sufficiently smaller than the skip amounts RSR and RSL.
KIR (KIL) <RSR (RSL). Therefore, step 521 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (F1 = "0"), and step 522 gradually reduces the fuel injection amount in the rich state (F1 = "1").

【0022】さらに、スキップ処理毎にスキップ523 〜
528 により上流側O2 センサ13の出力V1 の反転回数C
Mを計数する。すなわち、ステップ523 では、1回転当
りの吸入空気量Q/Nが所定範囲内(A<Q/N<B)
にあるか否か、ステップ524では、回転速度Nが所定範
囲内(C<Ne <D)か否かを判別し、ステップ525で
は、下流側空燃比フィードバック制御フラグXSFBが
“1”か否か、つまり、下流側O2 センサ15による空燃
比フィードバック条件が満足しているか否かを判別す
る。この結果、機関が安定状態(A<Q/N<B且つC
<N<D)であって、下流側O2 センサ15による空燃比
フィードバック制御条件が成立している場合のみ、ステ
ップ526 に進み、カウンタCMを+1かウントアップ
し、ステップ527にてカウンタCMを最大値でガードす
る。他の場合にはステップ528 に進み、カウンタCMを
クリアする。
Further, skip 523-
528 indicates the number of inversions C of the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13.
Count M. That is, in step 523, the intake air amount Q / N per rotation is within the predetermined range (A <Q / N <B).
Whether, in step 524, the rotational speed N, it is determined whether or not within a predetermined range (C <N e <D) , in step 525, whether the downstream air-fuel ratio feedback control flag XSFB is "1" or That is, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback condition by the downstream O 2 sensor 15 is satisfied. As a result, the engine is in a stable state (A <Q / N <B and C
<N <D), and only when the air-fuel ratio feedback control condition by the downstream O 2 sensor 15 is satisfied, the routine proceeds to step 526, where the counter CM is incremented by one or +1. Guard at the maximum value. Otherwise, the process proceeds to step 528 to clear the counter CM.

【0023】次に、ステップ518, 519, 521, 522にて演
算された空燃比補正係数FAFはステップ529 にて最小
値たとえば0.8にてガードされ、また、最大値たとえば
1.2にてガードされる。これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、これら最大値又は最小値で機関の空
燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになるのを
防ぐ。
Next, the air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated in steps 518, 519, 521, 522 is guarded in step 529 at a minimum value, for example, 0.8, and a maximum value, for example, 0.8.
Guarded in 1.2. Thus, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled with these maximum or minimum values to prevent over-rich or over-lean.

【0024】上述のごとく演算されたFAFをRAM105に
格納して、ステップ530 にてこのループは終了する。図
7は図5、図6のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。上流側O2 センサ13の出力に
より図7(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃
比信号A/Fが得られると、ディレイカウンタCDLYは、
図7(B)に示すごとく、リッチ状態でカウントアップ
され、リーン状態でカウントダウンされる。この結果、
図7(C)に示すごとく、遅延処理された空燃比信号A
/F′(フラグF1に相当)が形成される。たとえば、
時刻t1 にて空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変
化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリッチ
遅延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t2
てリッチに変化する。時刻t3 にて空燃比信号A/Fが
リッチからリーンに変化しても、遅延処理された空燃比
信号A/F′はリーン遅延時間(−TDL)相当だけリッチ
に保持された後に時刻t4 にてリーンに変化する。しか
し空燃比信号A/F′が時刻t5 ,t6 ,t7 のごとく
リッチ遅延時間TDRよりも短い期間で反転すると、デ
ィレイカウンタCDLYが最大値TDRに到達するのに時間
を要し、この結果、時刻t8 にて遅延処理後の空燃比信
号A/F′が反転される。つまり、遅延処理後の空燃比
信号A/F′は遅延処理前の空燃比信号A/Fに比べて
安定となる。このように遅延処理後の安定した空燃比信
号A/F′にもとづいて図7(D)に示す空燃比補正係
数FAFが得られる。
The FAF calculated as described above is stored in the RAM 105, and the loop ends at step 530. FIG. 7 is a timing chart for supplementarily explaining the operation according to the flowcharts of FIGS. When the rich / lean discrimination air-fuel ratio signal A / F is obtained from the output of the upstream O 2 sensor 13 as shown in FIG.
As shown in FIG. 7B, the count is performed in the rich state and the count is reduced in the lean state. As a result,
As shown in FIG. 7C, the air-fuel ratio signal A subjected to the delay processing
/ F '(corresponding to the flag F1). For example,
Also the air-fuel ratio signal A / F is changed from lean to rich at time t 1, the air-fuel ratio signal A / F which is delayed processed 'rich at time t 2 after being held lean only the rich delay time TDR Changes to Even the air-fuel ratio signal A / F at time t 3 is changed from rich to lean, the delayed air-fuel-fuel ratio signal A / F 'is the time after being held rich only equivalent lean delay time (-TDL) t It changes to lean at 4 . However Invert empty-fuel ratio signal A / F 'is the time t 5, t 6, a period shorter than the rich delay time TDR as the t 7, takes time delay counter CDLY reaches the maximum value TDR, the result, the air-fuel ratio signal a / F after the delay is reversed at time t 8. That is, the air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing is more stable than the air-fuel ratio signal A / F before the delay processing. In this way, the air-fuel ratio correction coefficient FAF shown in FIG. 7D is obtained based on the stable air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing.

【0025】次に、下流側O2 センサ15による第2の空
燃比フィードバック制御について説明する。第2の空燃
比フィードバック制御としては、第1の空燃比フィード
バック制御定数としてのスキップ量RSR, RSL、積分定数
KIR, KIL、遅延時間TDR, TDL、もしくは上流側O2 セン
サ13の出力V1 の比較電圧VR1を可変にするシステム
と、第2の空燃比補正係数FAF2を導入するシステムとが
ある。
Next, the second air-fuel ratio feedback control by the downstream O 2 sensor 15 will be described. As the second air-fuel ratio feedback control, the skip amounts RSR and RSL as the first air-fuel ratio feedback control constant, the integration constant
KIR, KIL, there are a system for delay time TDR, TDL, or the comparison voltage V R1 of the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 to the variable, and a system for introducing a second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 is.

【0026】たとえば、リッチスキップ量RSRを大き
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーンスキップ量RSLを小さくしても制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、他方、リーンスキップ量RSLを大き
くすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リ
ッチスキップ量RSRを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。したがって、下流側O2 センサ15の
出力に応じてリッチスキップ量RSLを補正することに
より空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数KIR
を大きくすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、ま
た、リーン積分定数KILを小さくしても制御空燃比を
リッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数KILを大
きくすると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、
リッチ積分定数KIRを小さくしても制御空燃比をリー
ン側に移行できる。従って、下流側O2 センサ15の出力
に応じてリッチ積分定数KIRおよびリーン積分定数K
ILを補正することにより空燃比が制御できる。リッチ
遅延時間TDRを大きくもしくはリーン遅延時間(−TD
L)を小さく設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移行で
き、逆に、リーン遅延時間(−TDL)を大きくもしくはリ
ッチ遅延時間(TDR)を小さく設定すれば、制御空燃比は
リーン側に移行できる。つまり、下流側O2 センサ15の
出力に応じて遅延時間TDR, TDLを補正することにより空
燃比が制御できる。さらにまた、比較電圧VR1を大きく
すると制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、比較電
圧VR1を小さくすると制御空燃比をリーン側に移行でき
る。従って、下流側O2 センサ15の出力に応じて比較電
圧VR1を補正することにより空燃比が制御できる。
For example, if the rich skip amount RSR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean skip amount RSL is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side. Is increased, the control air-fuel ratio can shift to the lean side, and the control air-fuel ratio can shift to the lean side even if the rich skip amount RSR is reduced. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich skip amount RSL according to the output of the downstream O 2 sensor 15. Also, the rich integration constant KIR
Is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean integration constant KIL is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side. On the other hand, if the lean integration constant KIL is increased, the control air-fuel ratio is shifted to the lean side. Side, and
Even if the rich integration constant KIR is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the rich integration constant KIR and the lean integration constant K are determined according to the output of the downstream O 2 sensor 15.
The air-fuel ratio can be controlled by correcting IL. Increase the rich delay time TDR or increase the lean delay time (-TD
If L) is set small, the control air-fuel ratio can shift to the rich side. Conversely, if the lean delay time (-TDL) is set large or the rich delay time (TDR) is set small, the control air-fuel ratio shifts to the lean side. Can be migrated. That is, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the delay time TDR, the TDL in accordance with the output of the downstream O 2 sensor 15. Furthermore, it shifts the control air-fuel ratio by increasing the comparison voltage V R1 to the rich side, also, possible shifts the control air-fuel ratio by decreasing the reference voltage V R1 to the lean side. Accordingly, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the reference voltage V R1 in accordance with the output of the downstream O 2 sensor 15.

【0027】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側O2 センサによって可変とすることは
それぞれに長所がある。たとえば、遅延時間は非常に微
妙な空燃比の調整が可能であり、また、スキップ量は、
遅延時間のように空燃比のフィードバック周期を長くす
ることなくレスポンスの良い制御が可能である。従っ
て、これら可変量は当然2つ以上組み合わされて用いら
れ得る。
These skip amounts, integration constants, delay times,
Making the comparison voltage variable by the downstream O 2 sensor has its own advantages. For example, the delay time allows very fine adjustment of the air-fuel ratio, and the skip amount is
Control with good response is possible without lengthening the feedback cycle of the air-fuel ratio like the delay time. Therefore, these variable amounts can be used in combination of two or more.

【0028】次に、空燃比フィードバック補正係数の
御定数であるスキップ量を可変にしたダブルO2 センサ
システムについて説明する。図8、図9は下流側O2
ンサ15の出力にもとづく第2の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば512ms 毎に実行
される。ステップ801 〜806 では、下流側O2 センサ15
によ閉ループ条件が成立しているか否かを判別する。
たとえば、上流側O2 センサ13による閉ループ条件の不
成立(ステップ801)に加えて、冷却水温THWが所定値
(たとえば70℃) 以下のとき(ステップ802)、スロット
ル弁16が全閉(LL=“1”)のとき(ステップ803)、
回転速度Ne 、車速、アイドルスイッチ17の信号LL、
冷却水温THW等にもとづいて2次空気が導入されてい
ないとき(ステップ804)、軽負荷のとき(Q/Ne <X
1 )(ステップ805)、下流側O2 センサ15が活性化してい
ないとき(ステップ806)等が閉ループ条件が不成立であ
り、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ
条件不成立であればステップ807 に進み、空燃比フィー
ドバック制御実行フラグXSFBをリセットし(“0”)、
閉ループ条件成立であればステップ808 に進み、空燃比
フィードバック制御実行フラグXSFBをセットする
(“”)。なお、空燃比フィードバック制御実行フラ
グXSFBは図6のステップ525 において用いられる。
Next, a description will be given double O 2 sensor system in which the skip amounts are braking <br/> control constants of the air-fuel ratio feedback correction coefficient to the variable. FIGS. 8 and 9 show a second air-fuel ratio feedback control routine based on the output of the downstream O 2 sensor 15, which is executed every predetermined time, for example, every 512 ms. In steps 801 to 806, the downstream O 2 sensor 15
That by the closed-loop it is determined whether or not all conditions are satisfied.
For example, when the cooling water temperature THW is equal to or lower than a predetermined value (for example, 70 ° C.) (Step 802), in addition to the closed loop condition not being satisfied by the upstream O 2 sensor 13 (Step 801), the throttle valve 16 is fully closed (LL = “LL”). 1 ") (step 803),
The rotation speed Ne , the vehicle speed, the signal LL of the idle switch 17,
When the secondary air is not introduced based on the cooling water temperature THW or the like (step 804), when the load is light (Q / Ne <X
1) (step 805), when the downstream O 2 sensor 15 is not activated (step 806) and the closed loop condition is not satisfied, otherwise it is a closed loop condition is satisfied. If the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 807, where the air-fuel ratio feedback control execution flag XSFB is reset (“0”),
If the closed loop condition is satisfied, the routine proceeds to step 808, where the air-fuel ratio feedback control execution flag XSFB is set (" 1 "). The air-fuel ratio feedback control execution flag XSFB is used in step 525 of FIG.

【0029】ステップ808 でのフローはステップ809 〜
827 に進む。ステップ809 では、リッチスキップ量RS
Rの更新速度のうち積分速度RSKIを触媒コンバータ
12の三元触媒の劣化度に応じて演算する。つまり、後述
の下流側O2 センサ15の反転回数CSと前述の上流側O
2 センサの反転回数CMとの比CS/CMが三元触媒の
劣化度を示すことから、ステップ809 内に示すような1
次関数をROM104に予めに格納しておき、積分速度RSK
Iを補間計算する。ステップ809 に示すように、劣化度
CS/CMが小さければ積分速度RSKIを小さくし、
劣化度CS/CMが大きければ積分速度RSKIを大き
くする。
The flow in step 808 includes steps 809 to
Continue to 827. In step 809, the rich skip amount RS
Catalytic converter converts integral speed RSKI out of R update speed
The calculation is performed according to the degree of deterioration of the 12-way catalyst. In other words, the number of reversals CS of the downstream O 2 sensor 15 and the upstream O 2
Since the ratio CS / CM to the number of reversals CM of the two sensors indicates the degree of deterioration of the three-way catalyst, the ratio CS / CM shown in step 809 is used.
The following function is stored in the ROM 104 in advance, and the integration speed RSK
Interpolate I. As shown in step 809, if the degree of deterioration CS / CM is small, the integral speed RSKI is reduced,
If the degree of deterioration CS / CM is large, the integral speed RSKI is increased.

【0030】尚、ステップ809 による、積分速度の計算
は、上流側O2 センサの反転回数CMが所定値以上の場
合にのみ、実行するようにして、CMが所定値に達して
いない場合には、それ以前の段階でCMが所定値に達し
たときに計算された積分速度RSKIを用いるようにし
てもよい。同様に、触媒劣化度は他のパラメータからも
推定可能であり、例えば、機関の累積走行距離や累積吸
入空気量等が大きい程、劣化度が大きいものとして、こ
れらが大きい程大きくなるように積分速度RSKIを求
めてやればよい。
The calculation of the integral speed at step 809 is executed only when the number of reversals CM of the upstream O 2 sensor is equal to or greater than a predetermined value. When the CM does not reach the predetermined value, Alternatively, the integrated speed RSKI calculated when the CM reaches a predetermined value at a previous stage may be used. Similarly, the catalyst deterioration degree can be estimated from other parameters. For example, the larger the accumulated traveling distance of the engine and the accumulated intake air amount, the larger the deterioration degree. The speed RSKI may be obtained.

【0031】ステップ810 では、下流側O2 センサ15の
出力V2 をA/D変換して取り込み、ステップ811 にて
2 が比較電圧VR2たとえば0.55V以下か否かを判別す
る、つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する。な
お、比較電圧VR2は触媒コンバータ12の上流、下流で生
ガスの影響による出力特性が異なることおよび劣化速度
が異なること等を考慮して上流側O2 センサ13の出力の
比較電圧VR1より高く設定されているが、この設定は任
意でよい。この結果、V2 ≦VR2(リーン)であれば、
ステップ812 に進み、空燃比フラグF2をリセットし
(“0”)、また、V2 >VR2(リッチ)であれば、ス
テップ813 に進み、空燃比フラグF2をセットする
(“1”)。
[0031] At step 810, it receives the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is converted A / D, V 2, it is determined whether or not the comparison voltage V R2 eg 0.55V or less at step 811, that is, It is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean. The comparison voltage V R2 is calculated from the comparison voltage V R1 of the output of the upstream O 2 sensor 13 in consideration of, for example, the difference in output characteristics due to the influence of raw gas and the deterioration rate at the upstream and downstream of the catalytic converter 12. Although set high, this setting is optional. As a result, if V 2 ≦ VR 2 (lean),
Proceeds to step 812 to reset the air-fuel ratio flag F2 ( "0"), also, if V 2> V R2 (rich), the process proceeds to step 813, and sets the air-fuel ratio flag F2 ( "1").

【0032】ステップ814 では、空燃比フラグF2の符
号が反転したか否かを判別する、すなわち触媒下流の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ815 にて、空燃比フラグF2の値によ
り、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへ
の反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれ
ば、ステップ816 にてリッチスキップ量RSRをバック
アップRAM106より読出し、RSR ← RSR+RSRSとスキップ
的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転であれ
ば、ステップ817 にて、RSR ← RSR−RSRSとスキップ的
に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。
In step 814, it is determined whether or not the sign of the air-fuel ratio flag F2 has been inverted, that is, whether or not the air-fuel ratio downstream of the catalyst has been inverted. If the air-fuel ratio has been inverted, it is determined in step 815 whether the air-fuel ratio is inverted from rich to lean or from lean to rich, based on the value of the air-fuel ratio flag F2. If the inversion is from rich to lean, the rich skip amount RSR is read from the backup RAM 106 in step 816 and RSR is increased in a skipping manner to RSR + RSRS. Conversely, if the inversion is from lean to rich, step 817 is executed. Then, RSR ← RSR−RSRS is reduced in a skip manner. That is, skip processing is performed.

【0033】ステップ814 にて空燃比フラグF2の符号
が反転していなければ、ステップ818, 819, 820 にて積
分処理を行う。つまり、ステップ818 にて、F2=
“0”か否かを判別し、F2=“0”(リーン)であれ
ばステップ819 にてRSR ← RSR+RSKIとし、他方、F2
=“1”(リッチ)であればステップ820 にてRSR ← R
SR−RSKIとする。ここで、積分定数RSKIはスキップ量RS
RSに比して十分小さく設定してあり、つまり、RSKI<RS
RSである。従って、ステップ819 はリーン状態(F1=
“0”)でリッチスキップ量RSR を徐々に増大させ、ス
テップ820 はリッチ状態(F2=“1”)でリッチスキ
ップ量RSR を徐々に減少させる。
If it is determined in step 814 that the sign of the air-fuel ratio flag F2 has not been inverted, integration processing is performed in steps 818, 819, and 820. That is, at step 818, F2 =
It is determined whether or not “0”. If F2 = “0” (lean), at step 819, RSR ← RSR + RSKI is set.
If “1” (rich), at step 820 RSR ← R
SR-RSKI. Here, the integral constant RSKI is the skip amount RS
It is set sufficiently smaller than RS, that is, RSKI <RS
RS. Therefore, step 819 is performed in a lean state (F1 =
In step 820, the rich skip amount RSR is gradually decreased in the rich state (F2 = “1”).

【0034】さらに、スキップ処理毎にスキップ821 〜
825 により下流側O2 センサ15の出力V2 の反転回数C
Sを計数する。すなわち、ステップ821 では、1回転当
りの吸入空気量Q/Nが所定範囲内(A<Q/N<B)
にあるか否か、ステップ822では、回転速度Ne が所定
範囲内(C<Ne <D)か否かを判別する。この結果、
機関が安定状態(A<Q/N<B且つC<N<D)であ
る場合のみ、ステップ823 に進み、カウンタCSを+1
カウントアップし、ステップ824 にてカウンタCSを最
大値でガードする。他の場合にはステップ825 に進み、
カウンタCSをクリアする。そして、ステップ826 に進
む。
Further, every time skip processing is performed,
825 indicates the number of inversions C of the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15
Count S. That is, in step 82 1, the intake air quantity Q / N per revolution within a predetermined range (A <Q / N <B )
Whether, in step 822, the rotational speed N e is determined whether or not within a predetermined range (C <N e <D) . As a result,
When the engine is in a stable state (A <Q / N <B and C <N <D) only, the process proceeds to step 82 3, the counter CS +1
Counts up to the guard at the maximum value counter CS at step 82 4. Otherwise, go to step 825,
Clear the counter CS. Then, the process proceeds to step 826.

【0035】ステップ826 では、RSRを最大値MAX
(=7.5%)にてガードし、RSRを最小値MIN (=2.
5%)にてガードする。なお最小値MINは過渡追従性
がそこなわれないレベルの値であり、また、最大値MA
Xは空燃比変動によりドライバビリティの悪化が発生し
ないレベルの値である。ステップ827 では、リーンスキ
ップ量RSLを、 RSL ←10%− RSR とする。つまり、RSR +RSL =10%とする。
In step 826, the RSR is set to the maximum value MAX.
(= 7.5%) and guard the RSR to the minimum value MIN (= 2.
5%). Note that the minimum value MIN is a value at a level at which the transient followability is not impaired, and the maximum value MA
X is a level value at which drivability does not deteriorate due to air-fuel ratio fluctuation. In step 827, the lean skip amount RSL is set to RSL ← 10% −RSR. That is, RSR + RSL = 10%.

【0036】ステップ928 では、スキップ量RSR, RSLを
バックアップRAM106に格納する。そして、ステップ829
にてこのルーチンは終了する。図10噴射量演算ルーチ
ンであって、所定クランク角たとえば 360°CAに実行さ
れる。ステップ1001では、RAM105より吸入空気量データ
Q及び回転速度データNe を読出して基本噴射量TAUPを
演算する。たとえばTAUP←α・Q/Ne (αは定数)と
する。ステップ1002では、最終噴射量TAUを、TAU ←
TAUP・FAF ・β+γにより演算する。なお、β, γは他
の運転状態パラメータによって定まる補正量である。次
いで、ステップ1003にて、噴射量TAUをダウンカウン
タ108 にセットすると共にフリップフロップ109 をセッ
トして燃料噴射を開始させる。そして、ステップ1004に
てこのルーチンは終了する。
In step 928, the skip amounts RSR and RSL are stored in the backup RAM 106. And step 829
Ends this routine. FIG. 10 shows an injection amount calculation routine that is executed at a predetermined crank angle, for example, 360 ° CA. In step 1001, calculates the basic injection amount TAUP reads the intake air amount data Q and the rotational velocity data N e from the RAM 105. For example, TAUP ← α · Q / N e (α is a constant). In step 1002, the final injection amount TAU is set to TAU ←
Calculate by TAUP ・ FAF ・ β + γ. Here, β and γ are correction amounts determined by other operation state parameters. Next, at step 1003, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. Then, in step 1004, this routine ends.

【0037】なお、上述のごとく、噴射量TAUに相当
する時間が経過すると、ダウンカウンタ108 のボローア
ウト信号によってフリップフロップ109 がリセットされ
て燃料噴射は終了する。また、第1の空燃比フィードバ
ック制御は4ms毎に、また、第2の空燃比フィードバッ
ク制御は512ms 毎に行われるのは、空燃比フィードバッ
ク制御は応答性の良い上流側O2 センサによる制御を主
として行い、応答性の悪い下流側O2 センサによる制御
を従にして行うためである。
As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the flip-flop 109 is reset by the borrow-out signal of the down counter 108, and the fuel injection ends. Further, each first air-fuel ratio feedback control is 4 ms, also the second air-fuel ratio feedback control is performed for each 512ms, the air-fuel ratio feedback control is mainly controlled by good responsiveness upstream O 2 sensor This is for performing the control by the downstream O 2 sensor having poor response.

【0038】また、上流側O2 センサによる空燃比フィ
ードバック制御における他の制御定数、たとえば遅延時
間、積分定数、等を下流側O2 センサの出力により補正
するダブルO2 センサシステムにも、また、第2の空燃
比補正係数を導入するダブルO2 センサシステムにも本
発明を適用し得る。また、スキップ量、遅延時間、積分
定数のうちの2つの同時に制御することにより制御性を
向上できる。さらにスキップ量RSR,RSLのうちの一方を
固定し他方のみを可変とすることも、遅延時間TDR, TDL
のうちの一方を固定し他方のみを可変とすることも、あ
るいはリッチ積分定数KIR、リーン積分定数KILの
一方を固定し他方を可変とすることも可能である。
A double O 2 sensor system that corrects other control constants in the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor, for example, a delay time, an integration constant, and the like by the output of the downstream O 2 sensor, The present invention can also be applied to a double O 2 sensor system that introduces a second air-fuel ratio correction coefficient. Controllability can be improved by simultaneously controlling two of the skip amount, the delay time, and the integration constant. Further, it is also possible to fix one of the skip amounts RSR and RSL and to make only the other variable,
It is also possible to fix one of them and make only the other variable, or to fix one of the rich integration constant KIR and the lean integration constant KIL and make the other variable.

【0039】また、吸入空気量センサとして、エアフロ
ーメータの代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセ
ンサ等を用いることもできる。さらに、上述の実施例で
は、吸入空気量および機関の回転速度に応じて燃料噴射
量を演算しているが、吸入空気圧および機関の回転速
度、もしくはスロットル弁開度および機関の回転速度に
応じて燃料噴射量を演算してもよい。
As the intake air amount sensor, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor or the like can be used instead of the air flow meter. Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine speed, but the fuel injection amount is calculated according to the intake air pressure and the engine speed, or the throttle valve opening and the engine speed. The fuel injection amount may be calculated.

【0040】さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁に
より吸気系への燃料噴射量を制御する内燃機関を示した
が、キャブレタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。た
とえば、エレクトリック・エア・コントロールバルブ(E
ACV)により機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御す
るもの、エレクトリック・ブリード・エア・コントロー
ルバルブによりキャブレタのエアブリード量を調整して
メイン系通路およびスロー系通路への大気の導入により
空燃比を制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる2
次空気量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。こ
の場合には、図10のステップ1001における基本噴射量TA
UP相当の基本燃料噴射量がキャブレタ自身によって決定
され、すなわち、吸入空気量に応じて吸気管負圧と機関
の回転速度に応じて決定され、ステップ1002にて最終燃
料噴射量TAUに相当する供給空気量が演算される。
Further, in the above embodiment, the internal combustion engine in which the fuel injection amount is controlled by the fuel injection valve is shown. However, the present invention can be applied to a carburetor type internal combustion engine. For example, an electric air control valve (E
(ACV) to control the air-fuel ratio by adjusting the intake air amount of the engine, and to adjust the air bleed amount of the carburetor by the electric bleed air control valve to introduce air into the main passage and the slow passage. Controlling the air-fuel ratio, sent to the exhaust system of the engine 2
The present invention can be applied to a device for adjusting the amount of secondary air, and the like. In this case, the basic injection amount TA in step 1001 in FIG.
The basic fuel injection amount equivalent to UP is determined by the carburetor itself, that is, determined according to the intake pipe negative pressure and the engine speed according to the intake air amount, and supplied at step 1002 corresponding to the final fuel injection amount TAU. The air amount is calculated.

【0041】さらに、上述の実施例では、空燃比センサ
としてO2 センサを用いたが、COセンサ、リーンミク
スチャセンサ等を用いることもできる。特に、上流側空
燃比センサとしてTiO2センサを用いると、制御応答性が
向上し、下流側空燃比センサの出力による過補正が防止
できる。さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータ
すなわちディジタル回路によって構成されているが、ア
ナログ回路により構成することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the O 2 sensor is used as the air-fuel ratio sensor, but a CO sensor, a lean mixture sensor, or the like may be used. In particular, when a TiO 2 sensor is used as the upstream air-fuel ratio sensor, control responsiveness is improved, and overcorrection due to the output of the downstream air-fuel ratio sensor can be prevented. Further, although the above-described embodiment is constituted by a microcomputer, that is, a digital circuit, it may be constituted by an analog circuit.

【0042】[0042]

【発明の効果】三元触媒のO 2 ストレージ能力が高いと
きに多量の未燃HC,COが排出され、排気悪臭が発生
するのを阻止することができる。
According to the present invention, if the O 2 storage capacity of the three-way catalyst is high,
A large amount of unburned HC and CO are emitted during the operation, and exhaust odor is generated
Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の作用を示すタイミング図である。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the present invention.

【図3】本発明の作用を示すタイミング図である。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the present invention.

【図4】本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図である。
FIG. 4 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図5】図4の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the control circuit of FIG. 4;

【図6】図4の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit of FIG. 4;

【図7】図5、図6のフローチャートを補足説明するた
めのタイミング図である。
FIG. 7 is a timing chart for supplementarily explaining the flowcharts of FIGS. 5 and 6;

【図8】図4の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the control circuit of FIG. 4;

【図9】図4の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the control circuit of FIG. 4;

【図10】図4の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the control circuit of FIG. 4;

【図11】シングルO2 センサシステム及びダブルO2
ンサシステムを説明するエミッション特性図である。
FIG. 11 is an emission characteristic diagram illustrating a single O 2 sensor system and a double O 2 sensor system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…機関本体 2…エアフローメータ 4…ディストリビュータ 5,6…クランク角センサ 10…制御回路 12…触媒コンバータ 13…上流側O2 センサ 15…下流側O2 センサ 17…アイドルスイッチ1 ... engine body 2 ... air flow meter 4 ... distributor 5,6 ... crank angle sensor 10 ... control circuit 12 ... catalytic converter 13 ... upstream O 2 sensor 15 ... downstream O 2 sensor 17 ... idle switch

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 機関排気通路に設けられた、O2 スト
レージ機能を有する三元触媒と、 該三元触媒の上流側の機関排気通路に設けられ、前記機
関の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 前記三元触媒の下流側の機関排気通路に設けられ、前記
機関の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサにより検出された空燃比が理論
空燃比となるように空燃比フィードバック補正係数を制
御する制御手段と、 前記下流側空燃比センサにより検出された空燃比が理論
空燃比となるように空燃比フィードバック補正係数の制
御定数を予め定められた更新速度でもって更新する更新
手段と、 前記空燃比フィードバック補正係数によって燃料噴射量
を調整する噴射量調整手段と、 前記三元触媒の劣化度を判別する触媒劣化度判別手段
と、 前記三元触媒の劣化度が小さいときには三元触媒の劣化
度が大きいときに比べて前記更新速度をくする更新速
度演算手段と、 を具備する内燃機関の空燃比制御装置。
1. A three-way catalyst having an O 2 storage function provided in an engine exhaust passage , and an upstream side provided in an engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst and detecting an air-fuel ratio of the engine. An air-fuel ratio sensor, a downstream air-fuel ratio sensor provided in an engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst and detecting an air-fuel ratio of the engine, and an air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor are theoretically determined.
Control the air-fuel ratio feedback correction coefficient to achieve the air-fuel ratio.
Control means for controlling the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor.
Control of the air-fuel ratio feedback correction coefficient so as to achieve the air-fuel ratio
Update that updates the constant at a predetermined update rate
Means and a fuel injection amount according to the air-fuel ratio feedback correction coefficient.
An injection quantity adjusting means for adjusting a catalyst deterioration degree determination means for determining the deterioration degree of the three way catalyst, said compared to when a large degree of deterioration of the three way catalyst when the deterioration degree of the three-way catalyst is small updates air-fuel ratio control system for an internal combustion engine provided with slow Kusuru update rate calculating means, the speed.
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